La sollecitazione assiale descrive la quantità di forza per unità di area della sezione trasversale che agisce nella direzione longitudinale di una trave o di un asse. Lo stress assiale può causare la compressione, la deformazione, l'allungamento o il cedimento di un membro. Alcune parti che potrebbero subire una forza assiale stanno costruendo travetti, montanti e vari tipi di alberi. La formula più semplice per la sollecitazione assiale è la forza divisa per l'area della sezione trasversale. La forza che agisce su quella sezione trasversale, tuttavia, potrebbe non essere immediatamente evidente.
Determinare la grandezza della forza che agisce direttamente normale (perpendicolare) alla sezione trasversale. Ad esempio, se una forza lineare incontra la sezione trasversale con un angolo di 60 gradi, solo una parte di tale forza provoca direttamente la sollecitazione assiale. Usa la funzione trigonometrica seno per misurare quanto è perpendicolare la forza alla faccia; la forza assiale è uguale al modulo della forza moltiplicato per il seno dell'angolo incidente. Se la forza entra a 90 gradi rispetto alla faccia, il 100% della forza è forza assiale.
Calcolare il momento totale agente sulla sezione trasversale di interesse. Per una trave statica, questo momento sarà uguale e opposto alla somma dei momenti agenti su entrambi i lati della sezione trasversale. Esistono due tipi di momenti: momenti diretti, applicati da un supporto a sbalzo, e momenti creati attorno alla sezione trasversale da forze verticali. Il momento dovuto a una forza verticale è uguale alla sua grandezza moltiplicata per la sua distanza dal punto di interesse. Utilizzare la funzione coseno per calcolare la componente verticale di qualsiasi forza lineare applicata alle estremità dell'asse.
Calcolare la sollecitazione assiale dovuta ai momenti. Quando un momento agisce su un asse, crea tensione nella metà superiore o inferiore di esso e compressione nell'altra. La sollecitazione è zero lungo la linea che attraversa il centro dell'asse (chiamato asse neutro) e aumenta linearmente verso il bordo superiore e inferiore. La formula per lo sforzo dovuto alla flessione è (M * y) / I, dove M = momento, y = l'altezza sopra o sotto l'asse neutro e I = il momento d'inerzia al baricentro dell'asse. Puoi pensare al momento d'inerzia come alla capacità di una trave di resistere alla flessione. Questo numero è più facile da ottenere dalle tabelle dei calcoli precedenti per le forme trasversali comuni.
Riferimenti
- "Manuale di revisione FE: preparazione rapida per i fondamenti generali dell'esame di ingegneria"; Michele R. Lindburg; 2006
Circa l'autore
Con sede nell'area metropolitana di Cleveland, Ohio, Brad Painting scrive di salute, tecnologia e temi ambientali. La sua esperienza include la scrittura di materiali di formazione, piani di gestione e vari articoli freelance. La pittura ha conseguito una laurea in ingegneria meccanica presso l'Università dell'Ohio ed è specializzata nella progettazione di edifici ecologici.
Crediti fotografici
Immagine delle ruote dentate di Alis da Fotolia.com
